additive 02.2019

lichkeiten liefern 3D-gedruckte Zahnräder
des Kölner Motion-Plastics-Spezialisten
Igus. Das Unternehmen ist seit 1964 auf die
Herstellung von Kunststoffteilen für die Industrie
spezialisiert, nutzt dafür seit jeher
das Spritzgussverfahren.
Seit 2014 stehen in den Kölner Werkhallen
allerdings auch 3D-Drucker. Kunden
können die reibungs- und verschleißfreien
Hochleistungskunststoffe in der additiven
Fertigung nutzen und so schmier- und wartungsfreie
Unikate und Kleinserien schnell
und kostengünstig drucken lassen. Dabei
hat der Konstrukteur ein hohes Maß an
Freiheit im Design und spart dabei auch
noch Kosten und Zeit.
Selektives Lasersintern (SLS)
versus Fused Deposition Modelling (FDM)
Auf dem Markt existieren verschiedene
3D-Drucktechnologien. Zu den bekanntesten
zählen das Selektive Lasersintern (SLS)
und das Fused Deposition Modelling
(FDM), auch bekannt als Schmelzschichtverfahren.
Beim FDM schmilzt der 3D-Drucker
Filament, einen thermoplastischen
Kunststoff, der auf einer Spule aufgewickelt
ist. Die Schmelze fließt anschließend durch
die Düse eines beweglichen Druckkopfes,
des sogenannten Hotend. Sobald der Kunststoff
diesen verlässt, erstarrt er. Schicht für
Schicht entsteht das gewünschte Objekt. Für
Überhänge und Hinterschneidungen druckt
der Extruder Stützstrukturen, die sich nach
dem Druck mit wenigen Handgriffen entfernen
lassen. Professionelle FDM-Drucker
kosten wenige Tausend Euro, sodass sie bei
immer mehr Unternehmen zum Anlagenbestand
zählen.
Wesentlich teurer sind hingegen SLS-
Drucker, deren Kosten im unteren sechsstelligen
Bereich liegen. SLS-Drucker funktionieren
wie folgt: Ein Beschichter breitet eine
0,1 mm dünne Kunststoffpulverschicht auf
einer Bauplattform aus. Statt eines Extruders
kommt ein Laser zum Einsatz, der das
Pulver verschmilzt – überall dort, wo laut
CAD-Datei das Bauteil entstehen soll. Die
Plattform senkt sich anschließend ab und
der Prozess beginnt erneut, solange, bis das
Element fertig ist. Drucken lassen sich selbst
filigranste Geometrien.
Mit dem SLS-Druck lassen sich parallel
deutlich mehr Bauteile im Bauraum fertigen,
zusätzliche Stützstrukturen sind nicht
notwendig. Am Ende besitzen die SLS-gefertigten
Teile eine höhere Festigkeit und lassen
sich auch bei höheren Lasten einsetzen.
Aufgrund dieser Vorteile hat Igus jetzt
auch seine Kapazitäten im SLS-Druck verdreifacht,
um dem Kunden schnell und kostengünstig
das gewünschte Bauteil zu liefern.
Doch unabhängig davon für welches
Verfahren sich der Kunde am Ende entscheidet,
Igus bietet ihm mit dem 3D-Druck -
service auf der Seite www.Igus.de/3DDruck
service die Möglichkeit, seine CAD-Daten
hochzuladen, den Werkstoff auszuwählen
und das gewünschte Verschleißteil drucken
zu lassen.
Industrietauglichkeit steht und fällt
mit der Qualität des Filaments
Igus bietet sieben
verschiedene Tribo-
Filamente für das
FDM-Verfahren an.
Die Werkstoffe
sind bis zu 50-mal
abriebfester als
herkömmliche 3D-
Druckmaterialien.
Bild: Igus GmbH
Bauteile aus dem 3D-Drucker sind aber nur
dann industrietauglich, wenn ein hochwertiger
Kunststoff zum Einsatz kommt. Klassiker
wie Polylactide (PLA) und Arcylnitril-
Butadien-Styrol (ABS) weisen hohe Reibwerte
auf und verschleißen schnell. Igus hat
deswegen in den vergangenen Jahren ein
Portfolio aus sieben Tribo-Filamenten sowie
zwei SLS-Pulvern entwickelt. Sie sind qualitativ
so hochwertig wie die Kunststoffe, die
das Unternehmen seit Jahrzehnten für den
Spritzguss einsetzt. Es gibt unterschiedlichste
Ausführungen – etwa für Hochtemperaturanwendungen
oder den direkten Lebensmittelkontakt.
Die Industrietauglichkeit haben die Igus-
Ingenieure im Testlabor bewiesen, wo sie
Verschleiß und Reibwerte der Kunststoffe
testen, mit jährlich 135 Billionen linearen,
schwenkenden und rotierenden Bewegungen.
Bei einem der Tests zeigte ein 3D-gedrucktes
Zahnrad aus ABS, belastet mit
1,2 Nm, nach 75 Stunden einen hohen Verschleiß.
Die Zähne waren abgeschliffen,
nahe am vollständigen Verschleiß. Anders
ein Zahnrad gedruckt aus Iglidur i180-PF.
additive Juni 2019 11